Hier zie je een grafiek van een startende zeilwagen.
De windkracht is constant, dus de snelheid neemt constant toe.
De afgelegde afstand neemt dan kwadratisch toe.
Voor de afgelegde afstand (in m) geldt bijvoorbeeld , waarin de tijd in seconden is.
De gemiddelde snelheid over de eerste seconden bereken je met het differentiequotiënt:
.
Die gemiddelde snelheid is dus m/s.
Omdat de zeilwagen versnelt, is de snelheid op hoger dan de gemiddelde snelheid over de eerste seconden. Die snelheid op kun je benaderen. Daarbij bereken je differentiequotiënten op steeds kleinere intervallen
met als beginwaarde.
Op het interval is het differentiequotiënt:
Dit is een eerste benadering van de snelheid op .
Kies nu een interval van de vorm waarin steeds kleiner wordt. Het differentiequotiënt is dan het hellingsgetal van de koorde door de punten (met ) en (met ).
Bekijk de applet
Op het interval is het differentiequotiënt:
Dit is een tweede en betere benadering van de snelheid op .
Je kunt de intervallen steeds kleiner maken en het differentiequotiënt uitrekenen.
interval | differentiequotiënt |
[4;4,1] | 9,92 |
[4;4,01] | 9,612 |
[4;4,001] | 9,6012 |
[4;4,0001] | 9,60012 |
Het lijkt er op dat het differentiequotiënt steeds dichter in de buurt van uitkomt, naarmate de rechtergrens van het interval dichter bij komt.
De snelheid op kun je vinden door een rij van
differentiequotiënten te berekenen op intervallen met als linkergrens en als rechtergrens .
Die rij van differentiequotiënten benadert een bepaald getal naarmate
de rechtergrens dichter bij de linkergrens komt, dus naar gaat.
Dit getal is dan de snelheid op .
De koorde waarvan het hellingsgetal zo'n differentiequotiënt is, gaat over in een raaklijn aan de grafiek.
Je noemt de gevonden waarde het differentiaalquotiënt op dat tijdstip.
Dit differentiaalquotiënt is het hellingsgetal van de raaklijn aan de grafiek van
de functie.
Voor een versnellende zeilwagen geldt waarin de afgelegde afstand in meter en de tijd in seconden is. Bekijk eerst bij de uitleg hoe de snelheid van een andere zeilwagen op een bepaald tijdstip wordt gevonden met behulp van een rij van differentiequotiënten.
De snelheid op is
hetzelfde als de gemiddelde snelheid over de eerste seconden;
groter dan de gemiddelde snelheid over de eerste seconden;
kleiner dan de gemiddelde snelheid over de eerste seconden.
Bereken de differentiequotiënten op het interval .
interval | differentiequotiënt |
[3; 3,1] | |
[3; 3,01] | |
[3; 3,001] | |
[3; 3,0001] |
Hoe groot is nu de snelheid op ?
Hoe is de snelheid op zichtbaar in de grafiek?
als hellingsgetal van de koorde op het interval ;
als hellingsgetal van de koorde op het interval ;
als hellingsgetal van de raaklijn aan de grafiek in het punt met ;
als uitkomst bij .